防水卷材瀝青廢氣處理技術

 

隨著我國環(huán)境保護的加強，各地出臺了更加嚴格的環(huán)境保護法律、法規(guī)和標準。傳統(tǒng)的廣泛且高污染的防水材料生產方法正面臨越來越大的環(huán)境壓力。瀝青防水卷材在生產過程中，瀝青在加熱、攪拌、涂覆過程中會產生大量的工業(yè)粉塵和有害氣體。瀝青煙氣的收集和處理成為長期困擾企業(yè)的兩大難題。最常見的現(xiàn)象是企業(yè)花費了大量的資金和人力，增加了環(huán)保處理設備，但處理效果始終達不到環(huán)保要求的排放標準。

 

1.污染源分析

 

改性瀝青防水卷材生產過程中產生的瀝青煙氣主要由液態(tài)焦油和氣態(tài)焦油組成(熔點約50℃，冰點約0℃)，主要成分為芳烴和雜環(huán)化合物，如苯并芘、苯并蒽、咔唑等，不僅氣味難聞，而且對人體健康有害，尤其是以苯并芘為代表的多環(huán)芳烴具有致癌風險。此外，在加粉過程中還會產生一些粉塵和附著其上的各種小分子揮發(fā)物。瀝青煙氣處理的環(huán)保改進必須從原料、生產工藝、生產設備、收集方法和處理設備等各個方面考慮。

 

2.原材料生產

 

改性瀝青防水卷材的主要原料包括瀝青、溶劑油、改性劑、填料等。目前國內防水卷材生產企業(yè)多采用廢機油作為溶劑油，大量使用廢膠粉代替部分SBS改性劑，并用滑石粉作為填料。這些原材料是主要的污染源。因此，選擇各種原材料是減少瀝青防水材料煙氣污染的關鍵。具體做法如下:

 

1)以低煙低溫瀝青為主，嚴格控制其熱損失指標(200℃時蒸發(fā)損失為40.3%)，從源頭上降低排放濃度，降低后續(xù)處理負荷。

 

2)溶劑油應優(yōu)先選用高沸點、低揮發(fā)分的基礎油，嚴格要求加熱損耗、傾點、低溫冰點等性能指標；切勿使用廢機油(使用廢機油作為溶劑油不僅會造成嚴重的環(huán)境污染，還會導致改性瀝青防水卷材的質量下降)。

 

3)盡量使用粉狀熱塑性丁苯橡膠SBS作為改性劑，少用或不用廢膠粉(其中含有苯、硫化物等有害物質)；如需添加部分膠粉，應使用細度在6O目以上的脫硫膠粉。

 

4)滑石粉是主要填料，但其添加量應適當控制。

 

3.工藝條件

 

瀝青混合料的溫度應控制在200qC以內。生產過程主要通過低溫攪拌和反復研磨分散來控制(高溫降粘和強制攪拌分散會導致大量瀝青、油、橡膠等低分子物質逸出)。根據(jù)筆者多年的生產經驗，使用粒徑較小的改性劑(如60目以上的粉狀SBS和脫硫膠粉)，溫度控制在180℃左右，用膠體磨將粉料分散研磨兩遍，瀝青改性效果最佳。

 

4.環(huán)保集氣系統(tǒng)

 

在瀝青防水卷材的生產過程中，瀝青煙的主要產生點是油浸池、涂油池、攪拌罐等。生產車間的油浸池和涂油池設置負壓煙罩和下沉式排煙口，集中收集煙氣。每個煙罩頂部裝有變頻調速風機，風機的轉速可以根據(jù)產生的煙氣進行調節(jié)。同時，被煙罩收集后仍有少量散煙。通過設置全密封的鋁合金室，無組織煙氣攪拌罐具有更好的密封性能，只需在觀察口增加一個密封的集煙罩。煙氣罩上部還設有變頻調速風機，風機的風速根據(jù)煙氣大小進行調節(jié)。煙氣管道上安裝有止回閥，防止正壓推動的煙氣通過其他攪拌罐的煙道回流。需要注意的是，在改性瀝青防水卷材的生產中，攪拌罐中的粉料直接通過進料口加入，會產生大量的粉塵，這些粉塵會隨著環(huán)保管道中的氣流被送到煙氣處理裝置中，增加了處理負荷，降低了后續(xù)廢氣凈化系統(tǒng)的處理能力。新廢氣處理系統(tǒng)的粉料采用螺桿強制進料方式添加，基本消除了粉塵的產生，大大降低了環(huán)保處理裝置的負荷。

 

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，舊的環(huán)保集氣設備僅依靠大功率風機的負壓抽吸，煙氣和新鮮空氣的進氣量無法控制，因此沒有重點收集。而且由于風量大、流速快，存在煙氣處理不徹底等諸多缺陷。新型環(huán)保集氣系統(tǒng)在各集氣點采用獨立變頻調速風機，有針對性地收集各煙氣產生點的煙氣。同時利用正壓推動煙氣，降低風量和風速，便于后端廢氣凈化系統(tǒng)對污染物進行充分、徹底、徹底的處理。

 

1)煙氣噴淋冷凝塔。瀝青煙氣中含有的粉塵和油被水霧噴灑，增加煙氣的粒徑，將煙氣中的一些污染物轉移到噴灑液中。煙氣管道還配有噴淋裝置，主要用于冷卻煙氣，洗掉一些油漬和顆粒，防止管道堵塞，起到防火作用。

 

2)水蒸氣分離塔。利用多孔介質對瀝青廢氣進行預處理，如攔截過濾顆粒物和油，使瀝青煙氣中的焦油細霧滴相互碰撞、吸附、沉淀，為高壓靜電廢氣凈化器提供高效的運行環(huán)境。

 

3)濕式恒流高壓靜電廢氣凈化器。高壓靜電廢氣凈化器主要是利用靜電產生高能電子自由基活性粒子，對瀝青廢氣中的煙塵和殘油進行活化、電離、裂解，使其分子鏈斷裂，分解成小分子，從而達到凈化的目的。

 

4)袋式過濾器。布袋除塵器內置200個纖維制成的布袋，這些布袋用于收集瀝青廢氣中的固體顆粒。布袋長度為6in，單次過濾面積可達450m以上..其作用原理是當塵粒通過濾布纖維時，在慣性作用下與纖維發(fā)生碰撞，將灰塵阻隔，凈化氣體，從而為后續(xù)的光氧催化裝置提供高效的運行環(huán)境，保證最終廢氣中的顆粒指標符合標準要求。袋式除塵塔設有自動反沖洗系統(tǒng)，自動反沖洗時采用瞬時高壓氣流，不會造成管道內廢氣回流。

 

5)光氧催化凈化設備。光解催化凈化塔利用高能高臭氧UV-C光束與空氣中的氧氣反應生成臭氧，再由臭氧與惡臭化合物反應生成水、氧氣等低分子化合物，也消除了煙道中的異味。整個分解氧化過程可在1 ~ 3秒內完成。光解催化凈化設備可高效去除各種揮發(fā)性有機物(VOC)、無機物、硫化氫、氨、硫醇及各種惡臭氣體，最高除味效率達95%以上。光氧催化凈化塔采用120根150瓦高臭氧紫外直管，長度1米，使用壽命16000小時。燈管采用應時玻璃制成，可耐高溫達1200℃。燈座由陶瓷制成，可耐高溫達200℃。

 

6)臭氧中和池。用高濃度臭氧分解瀝青廢氣中的惡臭氣體后，氣體中一些多余的臭氧需要完全消除后才能排放。因此，在環(huán)保廢氣處理設備的最后工序設置臭氧中和池，通過雙層處理工藝對過量的臭氧進行中和:首先將新鮮空氣引入中和池，通過氣流稀釋臭氧濃度，最終消除；其次，將導熱油引入中和罐，加熱至100℃左右，然后保持恒溫。在這種溫度條件下，臭氧會迅速還原成氧氣。

 

5.廢氣凈化系統(tǒng)

 

煙氣收集系統(tǒng)收集的瀝青廢氣需要通過合適的方法進行凈化回收，行業(yè)常用的方法是水噴淋吸收+活性炭吸附。該工藝對顆粒物和瀝青煙的處理效果基本達到國家標準排放限值40 mg/m，但遠高于北京地標規(guī)定的10 mg/m。但苯并芘和非甲烷總烴的處理效果嚴重超標。新建瀝青防水卷材生產線將瀝青攪拌罐加粉方式改為強制投料后，進入廢氣凈化系統(tǒng)的粉塵等顆粒總量大大減少。前期工藝、設備等系統(tǒng)污染物大幅減少，采用高壓靜電捕集與光氧催化相結合的6級分流處理工藝，實現(xiàn)了瀝青煙氣達標排放。

 

6.環(huán)境效益分析

 

舊水噴淋+活性炭吸附法與新電捕+光氧法處理瀝青廢氣的效果比較?？梢园l(fā)現(xiàn)，新型環(huán)保處理設備對顆粒物、瀝青煙、苯并芘、非甲烷總烴等污染物的處理效率均在95%以上，超過了舊的水洗處理方法。同時，新的環(huán)保廢氣處理系統(tǒng)不使用活性炭，不會造成二次污染。

 

新的廢氣凈化系統(tǒng)采用電捕獲和光氧化相結合的六級分離處理工藝。通過優(yōu)先選擇環(huán)保原料，從源頭上減少了粉塵、煙氣等污染物的產生。采用集氣罩等收集方式和電捕+光氧法后續(xù)處理，大大降低了能耗，也提高了環(huán)保設備的處理效率。處理過程無機械動作，無需專人管理，只需定期檢查，運行成本更低，資源消耗更少，不產生二次污染，節(jié)約處理資金。